污染向來是在細胞培養中的大問題。預防或治理污染是細胞培養成功的關鍵因素。我們在細胞培養時，在開始階段就要十分重視污染問題，否則會前功盡棄，這樣不僅浪費時間，也會浪費人力、物力。  在細胞培養過程中的污染不只是指微生物，而且還包括所有混入培養環境中的、對細胞生存有害或造成細胞不純的物質，包括生物和化學物質。   
1、細菌污染
細菌污染是實驗室細胞培養中常見的污染，即使在細胞培養液中加入了抗菌素，也可能因為操作不慎而引起污染。zui常見的有革蘭氏陽性菌，如枯草桿菌以及大腸桿菌、假單胞菌等革蘭氏陰性菌，其中又以白色葡萄球菌較常見。培養細胞受細菌污染后，會出現培養液變混濁，pH改變。污染后細胞發生病理改變，胞內顆粒增多、增粗，zui后變圓脫落死亡。   

2、真菌污染
真菌污染是細胞培養過程中zui常見的一種，zui常見的真菌有煙曲霉、黑曲菌、孔子霉、毛霉菌、白色念珠菌和酵母菌。培養細胞受真菌污染后，可見培養液中漂浮著白色或淺黃色的小點，有的散在生長，培養液一般不發生混濁；倒置顯微鏡下可見絲狀、管狀或樹枝狀的菌絲縱橫交錯在細胞之間或培養基中，有的呈鏈狀排列。  
真菌污染后，細胞生長變慢，但zui后由于營養耗盡及毒性作用而使細胞脫落死亡。

3、支原體污染
支原體是介于細菌與病毒之間能獨立生活的zui小微生物，zui小直徑0.2μm，一般過濾除菌無法去除它，光鏡下難以看清它的形態結構。開始不易發現，能在偏堿條件下生存，對青霉素有抗藥性。多吸附于細胞表面或散在于細胞之間。  
培養細胞受支原體污染后，部分敏感細胞可見細胞生長增殖變慢，部分細胞變圓，從瓶壁脫落。但多數細胞污染后無明顯變化，或略有變化，若不及時處理，還會產生交叉污染。   

4、病毒污染
組織細胞培養過程中，如果沒有除去潛在的病毒，就會產生病毒污染。目前，從原代猴腎細胞的培養中已發現不少于20種血清性病毒。管病毒污染的細胞不影響原代培養，但生產疫苗是不安全的。因此，潛在病毒是細胞大量生產和疫苗、干擾素等生物制品制作中的難題。   

5、非同種細胞污染
由于細胞培養操作時各細胞株所需的器材和溶液沒有嚴格分開，往往會使一種細胞被另一種細胞污染。目前，世界上已有幾十種細胞都被HeLa細胞所污染，致使許多實驗宣告無效。  

細胞培養物所造成的化學成分的污染也偶有發生，大多是由于細胞培養所需物品清洗消毒不徹底而帶入一些有毒化學物質所致。